专利名称：一种探井试油测试前原油黏度的预测方法
技术领域：
本发明涉及ー种原油黏度的预测方法，具体涉及对探井试油试采测试前原油黏度的预测方法。
背景技术：
试油测试是油气勘探的关键环节之一，是评价油气层、了解地下情况的最直接手段，可为油气勘探开发提供可靠的地质资料。原油黏度是试油测试方案、勘探产能评价、油田开发方案设计、经济有效开发的关键參数之一，故在试油测试前预测原油黏度尤其是稠油黏度一直是关注的问题。
有文献报道利用薄层色谱和色谱质谱技术及芳烃化合物预测生物降解原油黏度，參见赵红静、尹凡举、张敏等“利用芳烃化合物预测生物降解原油的黏度”(沉积学报，2002);利用生物标志化合物等地化资料预测原油黏度，參见赵红静、张春明、梅博文等“利用地化參数预测稠油油藏开采难度”(石油学报，2004);利用高温气相色谱技术及C4tl+ (%)高分子量烃类化合物预测油藏剩余油黏度，參见张居和、冯子辉、方伟等“油藏剩余油黏度的测试方法”(中国发明专利200810056582. X)，等等。上述这些预测原油及稠油黏度的方法，一般采用ー种、几种或ー类化合物与原油及稠油黏度建立相关性来预测其黏度，在油气勘探开发的科学研究和生产中发挥了重要作用。
发明内容
本发明的目的是提供ー种利用全ニ维气相色谱技术(GCXGC-FID)预测原油黏度的方法，本发明利用全ニ维气相色谱技术(GCXGC-FID)的族组成及分离检测特性，将原油或油砂中原油直接进样检测获得链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃族组分及含量，利用这些族组分与原油黏度的多元相关性，建立原油黏度预测图版及方法。本发明提供的探井试油测试前原油黏度的预测方法，包含以下步骤
1)采集原油和油砂样品，原油样品取自油井井口或测试样品等，原油样品按中国国家标准GB265-88《石油产品运动黏度測定法和动カ黏度计算法》获得原油黏度，油砂样品取自探井岩心，油砂样品采用机械物理方法提取有机质样品及获得油砂中原油；
2)将步骤I)得到的原油和油砂中原油，加入等体积的ニ硫化碳(色谱纯)溶剂，得到原油或油砂中原油溶液；
3)对步骤2)得到的溶液进行全ニ维气相色谱分析，获得原油和油砂中原油的全ニ维气相色谱分析数据；
4)将步骤3)得到的全ニ维气相色谱分析数据，利用全ニ维气相色谱-飞行时间质谱分析软件及方法，结合全ニ维气相色谱的族组分分离特性等，对全ニ维气相色谱分析数据进行链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的族组分定性；
5)利用步骤4)得到的族组分定性結果，计算获得原油和油砂中原油链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分的定量结果及含量；6)利用步骤5)得到的原油族组分含量，确定原油黏度与其链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分含量的相关性、多元相关权重系数及原油黏度指数；
7)利用步骤6)得到的原油黏度指数，确定原油黏度与原油黏度指数的相关性即建立原油黏度预测图版及关系式；
8)利用步骤5)得到的油砂中原油族组分含量和步骤6)得到的原油黏度指数，计算油砂中原油黏度指数；
9)将步骤8)得到的油砂中原油黏度指数，代入步骤7)得到的原油黏度预测图版及关系式，计算获得预测原油黏度。本发明所具有的有益效果原油是ー种复杂的、多组分的均质混合物，主要的组成是烃类(链烷烃、环烷烃、芳烃)，还有非烃组分(含硫、含氧、含氮化合物等)以及胶质和浙青质等，原油的物理化学性质及黏度、密度等是由原油的化学组成(链烷烃、环烷烃、芳烃、非 烃等组分及含量)決定的，原油黏度的大小是链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃等族组成“多因素”共同作用的结果，因此，利用全ニ维气相色谱技术(GCXGC-FID)的族组成及分离检测特性，将原油或油砂中原油直接进样检测获得链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分及含量，利用这些族组分与原油黏度的多元相关性，建立原油黏度预测图版及方法。本发明避免了其它方法一般采用ー种、几种或ー类化合物预测原油黏度，以及原油样品经前处理不能保证其原始性及可能带来的误差及污染；全ニ维气相色谱比ー维气相色谱或色谱-质谱技术的柱容量大、分辨率和灵敏度高、定性和定量可靠性大大增强，保证了原油黏度预测的准确性，极大地丰富了原油及沉积有机质地球化学信息，对于油藏地球化学研究及勘探开发具有重要意义。
图I为原油黏度与链烷烃相关性 图2为原油黏度与环烷烃相关性 图3为原油黏度与芳烃相关性 图4为原油黏度与非烃相关性 图5为原油黏度与原油黏度指数相关性 图6为原油全ニ维气相色谱族组分定性示意图。
具体实施例方式本发明主要提出了探井试油测试前预测原油黏度的全ニ维气相色谱方法，主要是依据全ニ维气相色谱柱容量大、分辨率和灵敏度高、族组分条带等分离特性、定性和定量可靠性大大增强，将原油或油砂中原油样品全ニ维气相色谱分析获得的链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组成，利用多元线性回归分析获得原油黏度指数，建立原油黏度与原油黏度指数图版及关系式，计算预测原油黏度。本实施方式原油和油砂采集及全ニ维气相色谱分析方法是按下述步骤完成的
I)采集原油和油砂样品，原油样品取自油井井口或测试样品，原油样品按中国国家标
准GB265-88《石油产品运动黏度測定法和动カ黏度计算法》获得原油黏度，油砂样品取自探井岩心，采用机械物理方法提取有机质样品及获得油砂中原油；2)将步骤I)得到的原油和油砂中原油，加入等体积的ニ硫化碳(色谱纯)溶剂，得到原油或油砂中原油溶液；
3)将步骤2)得到的溶液进行全ニ维气相色谱分析，获得原油和油砂中原油的全ニ维气相色谱分析数据；其中全ニ维气相色谱分析条件为美国LECO公司全ニ维气相色谱(GCXGC-FID)，配有Agilent7890气相色谱仪及氢火焰离子化检测器(FID)和四喷ロ双级热调制器，控制及数据处理为Chroma TOF软件；一维色谱柱为DB-Petro :50m X O. 2mmX0. 5Mm，初温 80°C，恒 O. 2 min,以 2°C /min 升温速率升到 300°C，恒温 30 min ;ニ维色谱柱为 DB_17ht: 2mX O. ImmX O. Ιμπι，初温 85°C，恒 O. 2 min,以 2°C /min升温速率升到310°C，恒温30 min ;进样ロ温度300°C，分流进样模式；检测器FID温度320°C，检测器补充气体为高纯氦气；调制器温度比一维炉温高30°C ;调制周期为10s，其中热吹时间为2. 5s ;载气为高纯氦气，柱流量为I. 8ml/min ;燃气为氢气，流量为45ml/min ；助燃气为空气，流量为450ml/min ；
4)将步骤3)得到的全ニ维气相色谱分析数据，利用全ニ维气相色谱-飞行时间质谱分析软件及方法，结合全ニ维气相色谱的正交分离、族分离、瓦片效应分离特性及谱图，最下 方一条带是极性最弱的链烷烃，上方依次是环烷烃、芳烃系列(单环、双环、三环芳烃、四环芳烃等)、非烃和生物标志物系列(图6)，进行链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的组分定性；
5)将步骤4)得到的组分定性结果和步骤3)得到的分析数据，分别计算得到族组分链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的峰面积之和与总峰面积，利用各族组分峰面积除以总峰面积，得到原油或油砂中原油族组分的链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的相对百分含量及定量結果；
6)将步骤5)得到的原油族组分相对百分含量和步骤I)得到的原油黏度，导入软件(采用Microsoft office Excel 2007软件,公共软件)进行相关性和多元线性回归分析,得到原油族组分链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃与原油黏度的相关性和多元相关系数；
7)将步骤6)得到的多元相关系数分别与其链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃含量的乘积之和，得到原油黏度指数；
8)将步骤7)得到的原油黏度指数和步骤I)得到的原油黏度，导入软件(采用Microsoft office Excel 2007软件,公共软件)进行相关性分析,得到原油黏度指数与原油黏度的关系式即建立油砂原油黏度预测图版及公式；
9)将步骤8)得到的油砂中原油黏度指数，代入步骤7)得到的原油黏度预测图版及关系式，计算获得预测原油黏度。以下以松辽盆地西部斜坡、龙虎泡、齐家古龙地区的原油和探井油砂为例说明本发明方法的实施过程。I、地质背景与实验样品
松辽盆地西部斜坡是松辽盆地的重要勘探领域，由西部超覆带和泰康隆起带两个ニ级构造单元组成，为东倾的单斜构造，东邻由龙虎泡阶地、齐家古龙凹陷、大庆长垣等ニ级构造单元组成的中央凹陷区。在几十年的西部斜坡区勘探中发现了新店、白音诺勒、阿拉新、_■站、江桥、富拉尔基等油气田，以萨尔图和闻台子油层为主要储集层和勘探目标，勘探发现的油气资源主要是稠油及原油和天然气。据冯子辉(2003)等有关研究表明，西部斜坡区油气主要来源于东部的齐家古龙凹陷的青山ロ组和嫩江组烃源岩，故在松辽盆地西部斜坡、龙虎泡、齐家古龙地区采集原油及稠油样品53件(表I)，为萨尔图(S)、葡萄花(P)、高台子(G)、扶余(F)、杨大城子(Y)油层原油；采集西部斜坡探井江77、江84井的油砂样品16件(表2)，油层为萨尔图(S)和高台子(G)。2、实验结果及讨论
采用步骤I)的方法采集原油和油砂样品、提取油砂中原油样品，并获得原油黏度数据(表I);采用步骤2)到步骤5)的方法对样品分别进行全ニ维气相色谱检测、定性、定量，获得链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分含量分析数据(表I)。采用步骤6)到步骤9)的方法进行以下实验研究。原油黏度及全ニ维气相色谱分析数据表I
权利要求
1.ー种探井试油测试前原油黏度的预测方法，包含以下步骤 1)采集原油和油砂样品，原油样品取自油井井口或测试样品，原油样品按中国国家标准获得原油黏度，油砂样品取自探井岩心，油砂样品采用机械物理方法提取有机质样品及获得油砂中原油； 2)将步骤I)得到的原油和油砂中原油，加入适量的ニ硫化碳溶剂，得到原油或油砂中原油溶液； 3)对步骤2)得到的溶液进行全ニ维气相色谱分析，获得原油和油砂中原油的全ニ维气相色谱分析数据； 4)将步骤3)得到的全ニ维气相色谱分析数据，利用全ニ维气相色谱-飞行时间质谱分析软件及方法，结合全ニ维气相色谱的族分离、正交分离、瓦片效应分离特性，对全ニ维气相色谱分析数据进行链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的族组分定性； 5)利用步骤4)得到的族组分定性結果，计算获得原油和油砂中原油链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分的含量及定量结果； 6)利用步骤5)得到的原油族组分含量，确定原油黏度与其链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃组分含量的相关性、多元相关权重系数及原油黏度指数； 7)利用步骤6)得到的原油黏度指数，确定原油黏度与原油黏度指数的相关性即建立原油黏度预测图版及关系式； 8)利用步骤5)得到的油砂中原油族组分含量和步骤6)得到的原油黏度指数，计算油砂中原油黏度指数； 9)将步骤8)得到的油砂中原油黏度指数，代入步骤7)得到的原油黏度预测图版及关系式，计算获得预测原油黏度。
2.根据权利要求I所述的探井试油测试前原油黏度的预测方法，其特征在于，步骤6)得到的多元相关权重系数及原油黏度指数，是利用原油黏度与原油中链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的多元线性回归分析获得的。
3.根据权利要求I所述的探井试油测试前原油黏度的预测方法，其特征在于，步骤7)得到的原油黏度预测图版及公式是利用原油黏度与原油黏度指数的相关性分析获得的。
4.根据权利要求I所述的探井试油测试前原油黏度的预测方法，其特征在于，步骤8)得到的油砂中原油黏度指数是步骤5)得到的油砂中原油族组分含量代入步骤6)得到的原油黏度指数公式获得的。
5.根据权利要求I所述的探井试油测试前原油黏度的预测方法，其特征在于，步骤9)得到的预测原油黏度是步骤8)得到的油砂中原油黏度指数，代入步骤7)得到的预测原油黏度公式获得的。
6.根据权利要求I所述探井试油测试前原油黏度的预测方法，其特征在于，步骤6)及步骤7)所述相关性及多元线性回归分析采用Microsoft office Excel 2007软件。
全文摘要
一种探井试油测试前原油黏度的预测方法，该方法利用全二维气相色谱技术直接进原油或油砂中原油获得分析数据，采用全二维气相色谱-飞行时间质谱分析软件及方法和全二维气相色谱分离特性定性，定量获得原油链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的族组成含量；利用原油黏度与其链烷烃、环烷烃、芳烃、非烃的族组成含量的多元相关性分析，获得多元相关权重系数及原油黏度指数；利用原油黏度指数与原油黏度的相关性建立原油黏度预测图版及关系式，计算获得预测原油黏度。本发明预测原油黏度的准确度高，为试油测试方案、勘探产能评价、油藏非均质性研究及描述提供了可靠依据，将为油田开发方案设计、经济有效开发提供一种关键参数，应用前景广阔。
文档编号G01N11/00GK102692363SQ201210160058
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者冯子辉, 张居和, 张慧凤, 张琨, 方伟, 曾花森, 李景坤, 霍秋立 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司